Bei automatisierten Anlagen wird für eine prozesssichere Lösung mittlerweile fast ausschließlich Toolinspect angeboten.
Bild: Stama

Bei automatisierten Anlagen wird für eine prozesssichere Lösung mittlerweile fast ausschließlich Toolinspect angeboten. Bild: Stama

Ursprünglich war bei GKN Walterscheid eine Standardbearbeitung auf zwei Bearbeitungszentren von Stama mit Twin-Technologie geplant. Bei einigen Projekten wurde allerdings alsbald in die Automatisierung investiert. Das zog einerseits eine massive Produktivitätssteigerung nach sich, andererseits wurde die Kontrolle über die Werkzeuge reduziert.

Auf den neuen Maschinen sollten Unterlenkerhaken aus einer Wälzstahlplatte, gepaart mit einem Sonderschmiedestahl für Traktore gefertigt werden. Die Losgrößen liegen bei 150 Bauteilen pro Charge, die Taktzeiten bei etwa 1 min. Nach den ersten Tests mit der automatisierten Anlage mit den beiden Bearbeitungszentren MC 334 Twin mit einem Spindelabstand von 400 mm wurde den Verantwortlichen aus Lohmar schnell klar, dass damit auch die Übersicht über den Bearbeitungsprozess erschwert wurde und ein Bruch bei Bohrern mit kleinen Durchmessern nicht mehr feststellbar war.

Konnten bei der manuellen Beladung die Maschinenbediener bei jedem Bauteil noch visuelle Kontrollen durchführen, war das nun nicht mehr möglich. Eine eventuelle Nacharbeit wäre

MCU Toolinspect

Beide Stama Bearbeitungszentren MC 334 Twin verfügen über je eine Werkzeugbruchüberwachung Toolinspect in der Standardversion.
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aufgrund der Folgeprozesse mit einem enormen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Deshalb war es für die Verantwortlichen eine notwendige Konsequenz, eine Werkzeugbruchüberwachung einzusetzen.

Christian Bienen, Fertigungsplanung bei GKN Walterscheid erläutert: „Wir haben uns zunächst nach einer Werkzeugbruchüberwachung auf dem Markt umgesehen. Es gibt jedoch immer zwei Möglichkeiten. Entweder die des günstigsten Preises oder die des qualitativen und preislichen Gleichgewichts. Wir wollten mit Stama als Werkzeugmaschinenhersteller zusammenarbeiten, um an der Stelle auch eine vernünftige Schnittstelle zu haben und künftig bei eventuellen Problemen nicht mit zwei Herstellern diskutieren zu müssen.“

Prozesssichere Werkzeugüberwachung

Für die Werkstücküberwachung auf beiden Bearbeitungszentren setzte GKN auf Toolinspect der MCU GmbH, die zuvor in Lohmar noch nicht bekannt war. Siegfried Hölle, Leiter Projektierung bei Stama sieht das als effiziente und zugleich prozesssichere Lösung: „Wir liefern bis zu 80 Prozent Turnkey-Lösungen inklusive Vorrichtungen und Automation. In solchen Fällen weisen wir darauf hin, wie eine prozesssichere Lösung sowie eine Werkzeugüberwachung aussehen sollte. Mittlerweile sind zirka 350 unserer Maschinen, 1- bis 4-Spindelmaschinen sowie Fräs-Drehmaschinen, unabhängig ob mit Siemens-, Fanuc- oder Bosch-Rexroth-Steuerung mit Toolinspect ausgerüstet.“

Trotz hoher Toleranzen in den Schmiederohlingen ist die Werkzeugüberwachung prozesssicher.

GKN Produkte

Bei diesen Bauteilen kommt es zu starken Material- und Härteschwankungen. Durch die Automatisierung konnten Brüche bei dünnen Bohrern nicht mehr erkannt werden.
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Toolinspect überwacht die GKN-Anlagen seit über sechs Monaten als Standardlösung. Die Vorteile verdeutlicht die Anbindung an die Stama-Werkzeugverwaltung. Toolinspect erhält hiervon die Daten, Werkzeuge müssen bei einem Wechsel so nicht ‚neu angelernt‘ werden. Hinsichtlich der NC-Programmierung ist daher wesentlich weniger Aufwand notwendig und die entsprechenden Informationen bleiben im Bedienfeld. Über die Stama-Prozessüberwachung lassen sich Drehzahlen und Vorschübe optimieren und auch die Qualitäten von Werkzeugen vergleichen. Derartige Werkzeugoptimierungen werden in Lohmar regelmäßig durchgeführt. Toolinspect wird hier inzwischen als Kontrollinstanz eingesetzt.

Das besondere Highlight ist die dynamische Kurvenformüberwachung. Diese Funktionalität stellte für Uwe Schröter, Geschäftsführer von MCU, eine Herausforderung dar: „Bedingt

MCU Steuerung

Obwohl in der Anlage kein Werkzeugverschleiß integriert ist, lässt sich eine dynamische Kurvenformüberwachung abbilden.
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durch die Toleranzen im Schmiederohling kommt es im konkreten Fall zu starken Materialschwankungen, die wiederum zu einer starken Gratbildung führen können. Das beeinflusste das nachfolgende Werkzeug sehr negativ. Obwohl hier in der Anlage kein Werkzeugverschleiß integriert ist, konnten wir das mit der Standardversion von Toolinspect abbilden, denn damit ist eine dynamische Kurvenformüberwachung möglich.“

GKN Team

Uwe Schröter, Christian Bienen, beide GKN, und Siegfried Hölle, Stama (v.l.n.r.): „Es geht bei einer solchen Investition nicht um das günstigste Angebot, sondern um das Gleichgewicht zwischen Qualität und Preis sowie eine vernünftige Schnittstelle.“
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Werkzeugüberwachungssysteme gelten bislang als sehr komplexe Systeme, für deren Verständnis und Bedienung meist überdurchschnittliche Qualifikationen erforderlich sind. Das trifft in Lohmar nicht zu. Das System war innerhalb von nur 1,5 Tagen installiert, obwohl parallel weiter produziert wurde. Dass es selbst nach der Schulung keine Rückfragen mehr gab, war für Bienen allerdings nur ein erfreulicher Aspekt: „Ich habe mich schon mit ähnlichen Systemen beschäftigt. Diese waren tatsächlich nicht so einfach, es war immer eine längere Anlernphase notwendig. Bei uns stehen aber auch Mitarbeiter an den Stama-Maschinen, die angelernt wurden. Selbst für diese war Toolinspect kein Problem, sie hatten sich innerhalb kurzer Zeit daran gewöhnt.

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